一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻在传播方向, 上一质元恰好处在负的最大位移处,则它的:
A 、动能为零,势能最大
B 、动能为零,势能为零
C 、动能最大,势能最大
D 、动能最大,势能为零
【正确答案:B】
,负最大位移处,动能为零,势能也为零。
为什么答案是,动能和势能都为零----------道理很简单:因为当某质元在负的最大位移处时,其速度为零,所以,其动能为零!
又因为,波动中质元的动能与势能相等,所以,其势能也为零!
波动的能量特征是动能与势能同步变化,能量向前传播。媒质质元处于平衡位置时,速度最大,因而动能最大,同时势能也最大。对媒质中某质元来讲,其能量是不守恒的。而简谐振动振子的能量是守恒的,这是两者的区别。正确答案应为(C)。
扩展资料
有一定相位关系的振动的集合就是波动,由于介质中的质元与周围的质元之间有一定的联系,能量随着波动过程在质元间不停地传递,所以,介质中质元的能量随波动过程会不断地变化。
这与孤立的简谐振子保持其总能量不变是不同的,在波动过程中永远存在着能量的“流动”,波的能量从波源出发,源源不断地流向远方,因此,波动过程就是能量传播的过程,即波是能量传播的一种形式。
对于小振幅重力波,单位界面铅直水柱内的势能为:e=1/2ρgζ^2
沿波峰线单位宽度一个波长内的势能:Ep=1/16ρgH^2λ,式中ρ是海水密度,H为波高。
取波峰线方向单位宽度,自表至波动消失处(深水波),一个波长所具有的动能为:Ek=1/16ρgH^2λ
可见在一个波长内,波动的势能与动能相等,总能量为E=1/8ρgH^2λ,它与波高的平方成正比,即波动的能量以波高的平方增长。
以上为波动的总能量,至于能量的时空分布,在海水内部是不断变化的。事实上,由于波动随深度迅速减小,因此总能量主要集中在水面附近。
一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中它的机械能逐渐减小。
介质中,质点的振动是受迫振动,质点开始振动——起振原因是来自波源通过介质传播的能量。
在机械波中,质元过平衡位置时,其动能、势能均为最大,某个质元由平衡位置运动到最大位移处的过程中,势能逐步变小,总机械能不守恒。
扩展资料:
在平衡位置处动能最大,势能最小,振动过程机械能守恒。而波动,振源的振动形式和能量是靠介质中的一个点依次带动相邻的另一个点而传播开来的。
如果一个质点在运动中所受的合外力是一个简谐力即合外力的大小与位移成正比且方向相反,那么我们称这个质点的运动是简谐振动。在弹簧振子模型中,比例系数k即为弹簧系数。
参考资料来源:百度百科—简谐波